富铅渣的性质及其还原机理
富铅渣的性质及其还原机理
王吉坤1,赵宝军2,杨钢1,PeterHa yes 2
(11云南冶金集团总公司,云南昆明 650051;21昆士兰大学火法研究中心,澳大利亚布里斯本 4072)
摘要:选用实验室制备的不同PbO 含量的富铅渣,确定富铅渣的孔隙率和密度、软化温度、微观结构和相成分。在竖管炉中用石墨坩埚进行还原试验。研究结果表明,当温度低于900℃时,富铅渣与石墨之间没发生明显的反应。富铅渣与石墨之间的反应主要是通过液体形式进行。并对富铅渣相平衡进行热力学计算。
关键词:富铅渣;PbO;石墨;熔化温度
中图分类号:TF812 文献标识码:A 文章编号:1007-7545
(2004)06-0005-04
PropertiesandReductionMechanismofLead
-richSla gs
WANGJi-kun
1
,ZHAOBao-
jun 2,YANGGan g 1,HAYESPeter
2
(11YunnanMetallur gicalGrou p,Kunmin g650051,China;
21PyrometallurgyResearchCentre,Universit
yofQueensland,Brisbane,Qld4072,Australia
)
Abstract:Lead-richsla gscontainin gdifferentlevelofPbOconcentrationshavebeen preparedinlaborator y 1
Porosityanddensit y,softenin gtem perature,microstructureand phasecom positionsofthelead-richsla
gshave
beendetermined 1Reductionex perimentshavebeenconductedinaverticaltubefurnaceusin
g graphitecrucible 1
Theresultsshowthatnosi gnificantreactionoccursbetweenlead-richsla
gand graphiteattem
peraturesbelow
900℃1Thereactionbetweenlead-richsla
gand graphiteismainl
ythrou ghli quidformed 1Thermod ynamicof
phasee quilibriumofthissla ghasalsobeencalculated
1
Ke ywords:Lead-richsla
gs;PbO;Gra phite;Smeltin gtem perature 基金项目:云南省国际合作项目(2003GH04)
作者简介:王吉坤(1943-),男,云南楚雄人,教授级高级工程师,博士生导师
长期以来,我国各冶炼厂均采用烧结焙烧、鼓风炉还原熔炼工艺生产粗铅。该工艺虽然具有技术成熟可靠、铅直收率高等优点,但该熔炼工艺在硫化铅精矿烧结过程中产生大量的低浓度SO 2烟气,不仅造成硫资源的浪费,同时也污染了环境,早被国家列为限期淘汰的生产工艺。因此,采用新型、节能、环保的炼铅工艺对我国炼铅企业进行改造成为当务之急。
云南冶金集团总公司采用国外先进的顶吹沉没氧化熔炼技术,与富铅渣鼓风炉还原技术进行有机整合。既解决了由于烧结焙烧过程严重污染环境和
高能耗的问题,又避免了铅精矿“顶吹沉没熔炼”还原段存在的不足。
顶吹沉没熔炼得到的富铅渣作为一种含铅高、致密的块状物料,和烧结块有很大的差别。为有助于确定铅熔炼鼓风炉的优化工艺,有必要明了富铅渣鼓风炉还原的机理。为此,云南冶金集团总公司和澳大利亚昆士兰大学合作进行试验研究。
1 试验
111 渣样的选择和制备
选用工业化生产的富铅渣样品,成分(%):Pb
57132、Zn6149、SiO 27145、CaO4148、Fe8158、MgO 0178、Al 2O 3314、S015、Cu0139。Pb 、Zn 、SiO 2、CaO
和Fe 是富铅渣的主要成分。根据工业生产富铅渣的成分范围,选定3种渣进行还原研究,它们含有不同的PbO,但CaO/SiO 2、ZnO/Fe 2O 3和SiO 2/Fe 2O 3分别保持在016、017和016不变,与工业生产的富铅渣相同。这3个渣样是YM1(%):PbO6510、ZnO910、SiO 2810、CaO510、Fe 2O 31310,YM2(%):PbO5510、ZnO1116、SiO 21013、CaO614、Fe 2O 31617,YM3(%):PbO4510、ZnO1411、SiO 21216、CaO719、Fe 2O 32014。为确保试验具有很好重现
性,试验用合成渣样在空气环境下制备。112 软化温度测试
用竖管炉测试富铅渣的软化温度。炉子预热到650℃,将约30mm 高的渣样放在氧化铝板上,升至
炉子的高温区。将移位探测器轻缓地降至渣样的顶部。为留出渣样的膨胀和软化空间,位移计调在轴向移动的中部。以每
400℃/h 的速度逐渐升温。初期,渣样体积膨胀,然后稳定不动,最后位移计开始下沉。通过传感器,采用计算机系统在同一时间内完成温度和位移量的记录。113 还原试验
还原试验在一个内径为19mm 的氧化铝反应管中进行。
将坩埚由炉底送入反应管中。纯石墨制作的坩埚固定在一个平台上,平台是由热电偶氧化铝护套支撑着一个向上的氧化铝坩埚构成。渣的温度由一个Pt/Pt-13%Rh
型热电偶检测。用高纯氩气排
除反应管中的空气。将平台和石墨坩埚升到氧化铝管的高温区。按照需要,预先设定炉子的温度。当坩埚升至高温段时,停止吹气,并将反应系统密封。510g 渣样由炉顶加入坩埚。渣样一接触石墨坩埚,
便立即开始反应。渣与石墨发生反应所产生的CO/CO 2气体导入一个水容器压力装置,将水压入
另一容器以确保压力平衡。通过测量所排出水的重量,可测得反应中所产生的CO/CO 2气体量。在氩气环境下将渣和坩埚的温度降至室温,反应便停止。
然后将渣样固定在环氧树脂中,抛光后用光学和扫描电镜进行观察,鉴别各相组织。
用电子探针X-射线微量分析仪(EPMA )对渣的玻璃体和固态相组织的成分进行测定,采用15kV 加速电压和15nA 探测电流,EPMA 测量仪的平均精确度可达到±1%(质量)。
2 试验结果
211 富铅渣的特性
通过电镜观察富铅渣的微观结构,发现玻璃体、
尖晶石和黄长石是渣的主要相组织,此外,合成渣中还可观察到富铅相。用EPMA 测量仪测定成分,显示富铅相很可能是Pb 4SiO 6,在本文中以Pb 4SiO 6表示这类相。
采用水浸法测量渣的孔隙率和密度,结果见表1。
表1 渣的孔隙率和密度
Table1 The porosityanddensit yofthesla
g
YM1
YM2YM3
孔隙率/%19131215518实体密度/(g ?mL -1)
419418415真实密度/(g ?mL -1)
610
515
418
从表1可以看出,渣的孔隙率、实体密度和真实密度随渣中PbO 含量的减少而变小。
测定空气环境下渣的软化温度,YM1、YM2和YM3三种渣的软化温度范围是900～1000℃。随渣中PbO 含量的增加,初始软化温度稍趋降低(图1)。
图1 空气环境下渣的软化温度
Fig 11 Thesoftenin gtem peratureofsla ginair 212 富铅渣在石墨坩埚中发生还原反应时产生气体量的变化
渣样在石墨坩埚中分别进行800、900、1000、1100和1200℃的等温还原反应试验,每次试验的渣样为510g 。还原反应试验中所产生的气体量,按反应时间直接进行测量。在设定温度下,不同渣样随反应时间变化所产生气体量的对比图见图2。图2显示,在设定温度下,所有的渣样与石墨之间的反应率都是初始时较快,随反应进程的增加,反应率减慢。
800℃时,反应率的结果是YM1>YM2>
YM3。1000℃时,不同渣样之间反应率的差值变
小。1200℃时,YM1、YM2和YM3三种渣样的反应率趋于相同。
根据图2可以看出:在设定温度下,所有渣样与石墨之间的反应率都是初始时较快,随反应进程的增加,反应率减慢;当温度低于900℃时,渣与碳之间仅发生有限的反应。当温度高于900℃时,反应率随温度的增高而有明显的增加
。
图2 不同温度下渣样在石墨坩埚中
反应的气体量
Fig 13 Gasevolutionfordifferentsla gsatdifferent
temperaturein graphitecrucible 在设定的反应时间里,随温度变化,不同渣样反应率的对比如图3所示。图3可以看出,当温度低于900℃时,渣与碳之间仅发生有限的反应。当温度高于900℃时,反应率随温度的增高而有明显的增加。
在实验的全部温度范围内,反应初始阶段,PbO 含量高的渣,其反应率较高。反应末期阶段,温度不高时,反应率的趋势仍是YM1>YM2>YM3;但当温度超过1100℃时,三种渣样的反应率几乎相同
。
图3 不同渣样在石墨坩埚中反应
不同时间所产生的气体量Fig 13 Gasevolutionfordifferentsla
gs
afterdifferentreactiontimein graphitecrucible
213 热力学计算(统计)
选用加拿大热化学计算研究中心开发的Fact 2Sage511计算机程序,进行富铅渣相平衡计算。
富铅渣与石墨之间的反应过程中,液相的比例十分重要。随温度变化,YM1、YM2和YM3三种渣样液相比例的对比见图4。在相同温度下,含PbO 成分较高的渣通常液相比例也较高。这些渣
的液相温度为1250～1300℃
。
图4 渣的液体比例计算结果
Fig 14 Thecalculatin gresultsof
liquidratioinsla
ginair
试验结果表明,CO/CO 2气体的产生主要源于液相与石墨之间的反应。因此,含PbO 成分较高的渣,由于加热过程中所产生的液相多,其反应速率较高。图3所示,还原反应的初期,随渣中含PbO 成分增加,反应速率增高。因为YM1、YM2和YM3三种渣样的ZnO ∶Fe 2O 3∶CaO ∶SiO 2比率近乎相等,当部分PbO 还原后,渣中成分趋于相同。因此当温
度高于1100℃时,三种渣样的反应速率近似相同。 在实际的铅鼓风炉内氧气的分压比空气中低的多。为了解各相的关系,在与鼓风炉相近的反应环境下,对含有金属铅的相平衡图进行计算。近似鼓风炉环境与空气环境各相的对比结果如下:
(1)在所测温度范围内,液相、尖晶石、黄长石和Pb 3Ca 2Si 3O 11是主要相。随温度的增加,各相间的比
例变化与空气环境下的结果相似;
(2)在设定的温度下,含PbO 成分较高的渣,通常其液相比例也较高;
(3)金属铅相平衡条件下与空气环境下相比,YM1、YM2和YM3三种渣样的熔化温度低很多,
而相同渣样的液相比例则较高。
图5～6
分别显示了与金属铅相平衡条件下和与空气环境下,PbO 含量对液相温度及液相形成温度的影响。图中显示,PbO 含量范围在40%～
70%(工业用渣期望值)的渣,具有近似相同的液相形成
温度(770～800℃
)。然而,随着PbO 成分的增高,渣的液相温度降低;金属铅相平衡条件下与空气环
境下相比,其液相温度低的多。
图5 空气环境下PbO 含量对液相温度及液相
形成温度的影响Fig 15 Liquid-formationandli quidus
temperatureasafunctionofPbO
concentrationinsla ginair
图6 金属铅相平衡条件下PbO 含量对液相温度及液相形成温度的影响
Fig 16 Liquid-formationandli quidus
temperatureasafunctionof PbOconcentrationinsla gin equilibriumwithleadmetal
3 结论
1)富铅渣的孔隙率、实体密度和真实密度随渣
中PbO 含量的减少而变小。
2)空气环境下富铅渣的软化温度范围是900～
1000℃,初始软化温度随渣中PbO 含量的增加而
稍趋降低。
3)当温度低于900℃时,渣与碳之间仅发生有限的反应。当温度高于900℃时,反应率随温度的增高有明显的增加。
4)在相同温度下,含PbO 成分较高的渣,通常其液相比例也较高。
5)富铅渣与石墨之间的反应主要是通过液体形式进行。
参考文献
[1]周敬元1铅锌冶炼技术现状及发展动向[J]1有色金属
工业,2001(5):42
[2]EJak,BZhao,PCHa
yes 1Proc 1ofthe5thInt
’lS ymp 1
onMetallur gicalSla gsandFluxes[C]1IronandSteelSoci 2
ety,AIME,S
ydney,Australia,1997:719
[3]王吉坤,冯桂林,徐晓军1有色金属矿产资源的开发及
加工技术[M]1昆明:云南科技出版社,2000
[4]何洪涛1用澳斯麦特炉处理QSL 炉铅渣的烟化工艺
[J].有色冶炼,2003(1):50
[5]胡德勇1铅锌冶炼技术进步现状与“十五”发展方向
[J].有色金属工业,2001(8):11
[6]周明1鼓风炉法处理铅渣的实践[J]1矿产保护与利用,
2001(2):48
高中常见的化学物质(分子_离子)的氧化性_还原性强弱排列
氧化性：F2>Cl2>Br2>Fe3+>I2>SO2>S 高锰酸钾溶液的酸性越强，氧化性越强。 还原性:S2->SO3(2-)>I->Fe2+>Br->Cl->F- 推荐： 常见的氧化剂有：1活泼的金属单质，如X2（卤素）、O2、O3、S等 2高价金属阳离子，如Cu2+，Fe3+等或H+ 3高价过较高价含氧化合物，如MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、H2SO4(浓）、KClO3、HClO等 4过氧化物，如Na2O2、H2O2等 常见的还原剂有 1活泼或较活泼的的金属，如K,Na,Mg,Al,Zn,Fe等 2低价金属阳离子，如Fe3+,Sn2+等 3非金属阳离子，如Cl-，B-，I-，S2-等 4某些非金属单质，如H2,C,Si 在含可变化合价的化合物中，具有中间价态元素的物质（单质或化合物）即可作氧化剂，又可做还原剂，例如Cl2,H2O2,Fe2+,H2SO3等既具有氧化性，又具有还原性。 （1）根据化学方程式判断氧化性、还原性的强弱 氧化性：氧化剂>氧化产物 还原性：还原剂>还原产物 （2）根据物质活动顺序判断氧化性、还原性的强弱 1金属活动顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 原子还原性逐渐减弱，对应阳离子氧化性逐渐增强。 （金属还原性与溶液有关，如在稀盐酸，稀硫酸中Al比Cu活泼，但在浓硝酸中Cu比Al 活泼 2非金属活动顺序 F Cl Br I S 原子（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阳离子还原性逐渐增强。 （3）根据反应条件判断氧化性和还原性的强弱 当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化剂价态相同，可根据反应条件的高、低来进行判断，例如： 16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2（1） 4HCl+MnO2=(加热）MnCl2+2H2O+Cl2（2） 4HCl+O2=（CuCl2，500摄氏度）2H2O+2Cl2（3） 上述三个反应中，还原剂都是浓盐酸，氧化产物都是Cl2，而氧化剂分别是KMnO4，MnO2，O2，（1）式中KMnO4常温下就可以把浓盐酸中的氯离子氧化成氯原子，（2）式中MnO2需要在加热条件下才能完成，（3）式中O2不仅需要加热，而且还需要CuCl2做催化剂才能完成，由此可以得出氧化性KMnO4>MnO2>O2
高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍
高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍 高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍 底吹炉产生的高铅渣在氧气侧吹炉中进行还原，产出粗铅、含锌炉渣和含烟气。 含铅的返料、熔剂（石灰石）进入侧吹炉车问的配料储仓。 由于侧吹炉还原是间断、周期性作业(通常2小时一周期)，故加料也是周期性的， 配料工班将返料、石灰石、和煤，通过称量按给定的比例送到总皮带运输机。如此配制的炉料送到炉上的加料口，在预定的时间段内将规定数量的上述物料通过加料口连续加到炉渣熔体的表面。通常使用1个加料口加料。 在加入炉料和煤的同时通过下排鼓风风咀向炉渣熔体送入含氧的鼓风（工业氧或工业氧与空气的混合气）。 在炉渣熔体中发生煤的燃烧反应(见反应式1—3) 、燃气的燃烧反应（反应4-5），和氧化铅的还原反应（反应6-8），以及造渣组分间进行造渣反应（反应10--11）。与此同时入炉物料中含有的其它高价态杂质金属（如铁、锌、锑、砷、等）的氧化物也进行不同程度的还原。 C+O2 = CO2 (1) 2C+ O2 = 2CO (2) CO2+ C = 2CO (3) CH4+2O2=CO2+2H2O (4) CH4+1.5O2=CO+2H2O （5） PbO+C=Pb+CO (6) PbO+CO=Pb+CO2 (7) PbO·SiO2+CO= Pb+CO2+SiO 2 (8) 2Fe3O4 +C=6FeO+CO2 (9)
同时还有造渣反应发生 2FeO+SiO2 = 2 FeO·SiO2 (10) CaO+ SiO2 = CaO·SiO2 （11） 煤和煤气或天然气燃烧为侧吹炉进行的还原过程补充了必要的热能。这必要的热能用于将底吹炉的高铅渣从1000℃提高到1200℃，用于补偿侧吹炉发生的各项热损失；煤和煤气或天然气燃烧的另一作用是起还原剂的作用，将铅的氧化物（简单的和与SiO2化合态的PbO）还原成金属铅，这是本工序的目的。另一重要还原反应是磁铁矿的还原（反应9），我们知道底吹炉产出的高铅渣中Fe3O4含量达整个渣量的10%，或更多。Fe3O4熔点高粘度大，是产生“泡渣”喷炉事故的元凶！它可能造成高铅渣还原熔炼开始时出现炉口喷渣现象。 在被鼓风激烈搅拌的炉渣熔体中（风口以上的区域，又称鼓泡区）新生成铅的液滴，相互碰撞而迅速长大，并沉降于炉缸中，形成铅层。贵金属、铜锍也被捕集于此铅中。粗铅通过虹吸从炉中流出。 关于熔池中氧化铅还原的机理，研究证明：还原发生在那些粘有碳粒的CO气泡上。即按反应7，CO还原出铅同时产生CO2，CO2随即按反应3与C反应再生出CO。 采用混合还原剂是熔池还原熔炼的发展方向。比 化合态的PbO·SiO2比PbO还原难些，加入石灰石的目的，是用强碱性CaO从硅酸铅中置换出相对弱碱性的PbO，以利于铅还原。 严格地说天然气不是还原剂，天然气燃烧的产物才是还原剂。 在炉子低于风咀水平面的区域熔体处于相对平静状态，金属铅滴迅速与炉渣按密度分离。要求还原终了的炉渣含Pb≤3%；渣型：CaO/SiO=0.6-0.8。 离熔体的炉气中含CO浓度高近50%，经再燃烧风咀鼓风燃烧后CO浓度降至10—15%，燃烧产生的热通过加热鼓泡飞溅起的液滴、将热返回熔池。第四层水套上的风咀属三次燃烧，在此将烟气中的CO燃尽，以保后接设备的安全。 设计的离炉烟气中SO2浓度超过排放标准。经余热锅炉冷却、收尘后经脱硫处理排放。 节能、环保是本工艺较之传统工艺最突出的优点。
铅的基本性质
重金属铅的污染与防治 64090225 张建伟 铅是一种常见的毒物，其神经毒性早在１个世纪以前就已证实。随着现代化工业、交通业的发展和铅在各领域的广泛使用，环境铅污染日趋严重，对人体造成很大的危害。本文就铅污染及其防治做一个简单的介绍。 一铅的基本性质 1 铅为带蓝色的银白色重金属，熔点327.502°C，沸点1740°C，质地柔软，抗张强度小。 2 金属铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用，其表面会很快氧化生成保护薄膜； 3 在加热下，铅能很快与氧、硫、卤素化合； 4 铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用，能与热或浓盐酸、硫酸反应； 5 铅与稀硝酸反应，但与浓硝酸不反应；铅能缓慢溶于强碱性溶液。 6 铅主要用于制造铅蓄电池；铅合金可用于铸铅字，做焊锡；铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备；铅及其化合物对人体有较大毒性，并可在人体内积累。 7 没有氧化层的铅色泽光亮，密度高，硬度非常低，延伸性很强。它的导电性能相当低，抗腐蚀性能很高，因此它往往用来作为装腐蚀力强的物质（比如硫酸）的容器。 二铅在介质中的存在形式 1 水中的铅 天然水中铅主要以Pb2+状态存在，其含量和形态明显地受CO32-、SO42-、OH-和Cl-等含量的影响，铅可以Pb(OH)2、Pb(OH)3-、PbCl2等多种形态存在。（1）吸附腐殖质对铅离子的吸附；粘土矿物质对铅离子的吸附等。 （2）溶解沉淀铅离子与相应的阴离子生成难溶化合物，大大限制了铅在水体中的扩散范围，使铅主要富集于排污口附近的底泥中，降低了铅离子在水中的迁移能力。 2 空气中的铅 来源其一是铅作业行业排出的大量含铅废气，如印刷业、机械制造业、金属冶炼业，蓄电池制造业等。 其二汽车尾气会排出大量的含铅废气，主要来自汽油中防爆剂四乙基铅。 其三家庭墙壁装饰所用的含铅涂料和油漆，可造成居室内铅污染 3 土壤中的铅 （1）来源自然原因：风化岩石中的矿物，例如方铅矿、闪锌矿。 人为原因：大气降尘、污泥、城市垃圾的土地利用、采矿和金属加工业。 （2）土壤中铅对生物的影响： 低浓度的铅对某种植物的生长起促进作用，而高浓度的铅除了在作物的食用部位积累残毒外，还表现为幼苗萎缩、生产缓慢，产量下降甚至绝收。通过植物
铅冶炼工艺流程
铅冶炼工艺流程选择 氧气底吹熔炼—鼓风炉还原法和浸没式顶吹（ISA或Ausmelt）熔炼—鼓风炉还原法在工艺上都是将冶炼的氧化和还原过程分开，在不同的反应器上完成，即在熔炼炉内主要完成氧化反应以脱除硫，同时产出一部分粗铅和高铅渣。高铅渣均是通过铸渣机铸成块状再送入鼓风炉进行还原熔炼，产出的粗铅送往精炼车间电解，产出的炉渣流至电热前床贮存保温，前床的熔渣流入渣包或通过溜槽进入烟化炉提锌。随着我国对节能减排和清洁生产政策的不断贯彻落实，上述工艺的弊端也显现出来，鼓风炉还原高铅渣块，液态高铅渣的潜热得不到利用，还要消耗大量的焦炭，随着焦炭价格的提升，炼铅成本居高不下。电热前床消耗大量的电能和石墨材料，也增加了冶炼成本，同时需要占用大量的土地和投资。 为了适应环保、低炭、节能降耗的需求，新的技术不断出现，目前在河南省济源豫光金铅，金利公司、万洋集团各自采用的液态高铅渣直接还原的三种炉型代表了我国铅冶炼发展的最高水平。 一、豫光金铅底吹还原工艺： 取消鼓风炉，不用冶金焦，实现液态渣直接还原，与原有富氧底吹炉氧化段一起，形成完整的液态渣直接还原工业化生产系统。具体技术方案为：铅精矿、石灰石、石英砂等进行配料混合后，送入氧气底吹炉熔炼，产出粗铅、液态渣和含尘烟气。液态高铅渣直接进入卧式还原炉内，底部喷枪送入天然气和氧气，上部设加料口，加煤粒和石子，采用间断进放渣作业方式。天然气和煤粒部分氧化燃烧放热，维持还原反应所需温度，气体搅拌传质下，实现高铅渣的还原。工艺流程如图1。
图1 豫光炼铅法的工艺流程图 生产实践效果 8万t/a熔池熔炼直接炼铅环保治理工程主要包括以豫光炼铅法为主的粗铅熔炼系统、大极板电解精炼系统和余热蒸汽回收利用系统等。项目09年2月正式开工，09年8月进行设备安装，2010年元月开始空车调试，3月28日熔炼系统氧化炉点火烘炉。目前氧化炉、还原炉、烟化炉、硫酸及制氧系统均正常生产，经几个月的生产检验，各项环保指标优于国标，技经指标达设计水平。 豫光炼铅新技术的主要特点 （1）流程短：工艺省去了铸渣工序，淘汰了鼓风炉，减少了二次污染和烟尘率（国际同类技术的烟尘率一般在15%左右，而豫光炼铅法的烟尘率仅为7～8%）。 （2）自动化水平高：工艺可在氧化、还原等关键工序中设置3000多个数据控制点，实现全系统的DCS集中自动控制，用工大幅减少，系统生产更安全稳定性。 （3）低能耗：该工艺不仅利用了渣和铅的潜热，熔池熔炼时传热传质效率高，能耗大大降低。粗铅能耗比氧气底吹-鼓风炉炼铅低25%左右，比传统工艺低约50%。 （4）低排放：采用天然气、煤粒替代焦炭，达到清洁生产的目标，SO2排放浓度和远低于国家标准，仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅中鼓风炉排放量的10%，同时CO2排放量仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅工艺的22%。 （5）清洁化生产：密闭性好的熔炼设备缩短了工艺流程，减少了无组织排放量，实现了铅清洁化生产。终渣含铅指标比国际同类工艺低2%左右，资源利用率提高。
液态高铅渣直接还原新工艺的研发及工业化生产
液态高铅渣直接还原新工艺的研发及工业化生产 陈会成 （河南豫光金铅股份有限公司，河南济源454650） 摘要: 简述了国内外铅冶炼的生产技术现状及其存在的不足，并介绍了铅冶炼新技术的研发状况。重点介绍了豫光炼铅法的研发历程、工艺装备特点及工艺的优越性，豫光炼铅法对提升我国铅冶炼水平、实现绿色冶炼的深远意义。 关键词:豫光炼铅法；绿色冶炼；液态高铅渣；直接还原 1、国内铅生产技术现状 我国是世界第一铅生产和消费大国，据统计2009年全国粗铅产量达314万吨，消费量为287万吨，我国也是铅矿资源贫乏的国家，2009年原生铅选铅量仅120万吨，远不能满足我国铅冶炼的生产需要，大部分铅原料需要进口。我国现行铅冶炼工艺主要有：烧结----鼓风炉还原工艺，氧气底吹氧化----鼓风炉还原工艺（SKS炼铅法），云南曲靖的YMG炼铅法，QSL炼铅法，闪速熔炼炼铅法等，但应用最广的先进工艺是氧气底吹氧化----鼓风炉还原工艺，但它的生产过程能源消耗还大有潜力可挖。资源的短缺、产能的过剩，以及环保要求的日益提高，越来越要求更好的绿色冶炼工艺出现并应用。 2、国外铅生产技术现状 国外铅冶炼也采用传统的烧结－鼓风炉还原熔炼工艺，并在上世纪占主导生产工艺。由于存在能耗高、环保效果差等原因，已不再新建。直到上世纪80年代，先进的闪速熔炼和熔池熔炼技术在工业化生产中逐步应用，铅冶炼技术有了较大进步。主要代表技术有基夫赛特直接炼铅法、QSL炼铅法、富氧顶吹浸没熔炼法、卡尔多炼铅法等。 2．1 基夫赛特直接炼铅法 基夫赛特直接炼铅法属于一种闪速熔炼工艺，其核心装备是基夫赛特炉，它主要由氧化反应塔、贫化段和电炉区组成。炉料和焦粒通过反应塔顶的喷嘴和加料口加入，硫化物在下落过程中快速氧化放热、熔化、造渣。焦粒漂浮在熔池表面形成炽热的焦炭层，在熔
有机反应和反应机理总结
有机反应和反应机理总结（二） 来源：王悦的日志 有机反应和反应机理总结（二） （5）还原反应 1乌尔夫－凯惜纳－黄鸣龙还原：将醛或酮、肼和氢氧化钾在一高沸点的溶剂如一缩二乙二醇（HOCH2CH2OCH2CH2OH，沸点245˚C）中进行反应，使醛或酮的羰基被还原成亚甲基，这个方法称为乌尔夫－凯惜纳（Wolff L−Kishner N M）－黄鸣龙方法还原。对酸不稳定而对碱稳定的羰基化合物可以用此法还原。 2去氨基还原：重氮盐在某些还原剂的作用下，能发生重氮基被氢原子取代的反应，由于重氮基来自氨基，因此常称该反应为去氨基还原反应。 3异相催化氢化：适用于烯烃氢化的催化剂有铂、钯、铑、钌、镍等，这些分散的金属态的催化剂均不溶于有机溶剂，一般称之为异相催化剂。在异相催化剂作用下发生的加氢反应称为异相催化氢化。 4麦尔外因—彭杜尔夫还原：醛酮用异丙醇铝还原成醇的一种方法。这个反应一般是在苯或甲苯溶液中进行。异丙醇铝把氢负离子转移给醛或酮，而自身氧化成丙酮，随着反应进行，把丙酮蒸出来，使反应朝产物方面进行。这是欧芬脑尔氧化法的逆反应，叫做麦尔外因—彭杜尔夫（Meerwein H－Ponndorf W）反应。5卤代烃的还原：卤代烃被还原剂还原成烃的反应称为卤代烃的还原。还原试剂很多，目前使用较为普遍的是氢化锂铝，它是个很强的还原剂，所有类型的卤代烃包括乙烯型卤代烃均可被还原，还原反应一般在乙醚或四氢呋喃（THF）等溶剂中进行。 6伯奇还原：碱金属在液氨和醇的混合液中，与芳香化合物反应，苯环被还原为1，4-环己二烯类化合物，这种反应被称为伯奇还原。 7均相催化氢化：一些可溶于有机溶剂中的催化剂称为均相催化剂。在均相催化剂作用下发生的加氢反应称为均相催化氢化。 8克莱门森还原：醛或酮与锌汞齐和浓盐酸一起回流反应。醛或酮的羰基被还原成亚甲基，这个方法称为克莱门森还原。 9罗森孟还原法：用部分失活的钯催化剂使酰氯进行催化还原生成醛。此还原法称为罗森孟（Posenmund, K. W.）还原法。 10斯蒂芬还原：将氯化亚锡悬浮在乙醚溶液中，并用氯化氢气体饱和，将芳腈加入反应，水解后得到芳醛。此还原法称为斯蒂芬（Stephen, H.）还原。 11催化氢化：在催化剂的作用下，不饱和化合物与氢发生的加氢反应称之为催化氢化。 12催化氢解：用催化氢化法使碳与杂原子（O，N，X等）之间的键断裂，称为催化氢解。苯甲位的碳与杂原子之间的键很易催化氢解。 13酮的双分子还原：在钠、铝、镁、铝汞齐或低价钛试剂的催化下，酮在非质子溶剂中发生双分子还原偶联生成频哪醇，该反应称为酮的双分子还原。 14硼氢化-还原反应：烯烃与甲硼烷作用生成烷基硼的反应称为烯烃的硼氢化反
氧气侧吹还原炉及高铅渣熔融还原过程研究
氧气侧吹还原炉及高铅渣熔融还原过程研究 济源市万洋冶炼（集团）有限公司 张立 蔺公敏 宾万达 李元香 李小兵 摘要：本文详细介绍了氧气侧吹炉的炉型结构，高铅渣熔融还原过程及特性，通过生产实践数据表明，采用氧气侧吹炉处理高铅渣，节能效果明显，生产清洁环保，运行稳定，占地很小。 关键词：氧气侧吹炉；高铅渣；还原过程 1 前言 瓦纽科夫技术是前苏联研发并推广应用的熔池熔炼技术，最初被用在处理铜镍精矿。2001年由河南新乡中联总公司率先引进建造了1.5m2试验炉处理铅精矿，通过多次优化摸索，试验改进，逐渐掌握了瓦纽科夫炉及其工艺过程，并形成了具有自主知识产权的氧气侧吹炉—“中联炉”，于2003年7月获得国家专利（ZL03246213.1）。该炉既可作为氧化熔炼炉又可用作还原熔炼炉；既可以加熔融高铅渣又可以加固体高铅渣；既可以进行连续还原作业又可以进行间断、周期性还原作业；进行还原熔炼时既可以单用煤作还原剂和燃料，又可使用煤和燃气（煤气或天然气）混合作还原剂和燃料。 目前铅冶炼领域应用较广的氧气底吹（SKS）熔炼—鼓风炉还原法和浸没式顶吹（ISA 或Ausmelt）熔炼—鼓风炉还原法都存在着工艺缺陷，熔融高铅渣铸块冷却经鼓风炉还原，潜热未得到利用，鼓风炉与烟化炉之间需设电热前床，能耗较大。2009年万洋公司、中联公司及豫北金铅公司合作开发8.4m2工业生产炉，用于液态高铅渣的直接还原，很好的解决了以上工艺的弊端，该炉一次性试车成功，2011年3月10日开炉以来，生产稳定，技术经济指标均取得了理想的效果。 2 氧气侧吹还原炉 氧气侧吹还原炉主要结构部件如图1所示： 1）安置在炉基1上的炉缸2（在炉缸底部的侧面，开有虹吸放铅口21，在炉缸的一侧端墙上按位置高底的不同开有正常放渣口17-1，底渣、冰铜放出口17-2,底铅安全放出口17-3）； 2）由铜质水套4、5、6围成横截面为矩形的炉身下中部（在一层铜水套4上安装有一次风口3，在三层铜水套上安装有二次风口13，三层铜水套分别固定在各自的钢框上，用高强罗栓连接，并用支撑杆18固定在炉支撑架12上）； 3）由炉支撑架12支撑的炉上部内衬有耐火材料15的钢质箱式四层钢制水套10，其上右侧为内衬有耐火材料的钢质炉顶水套8，其上左侧为烟道接口水套9，用于连接余热锅炉；
有机反应和反应机理
十、反应和反应机理 有机反应：在一定的条件下，有机化合物分子中的成键电子发生重新分布，原有的键断裂，新的键形成，从而使原分子中原子间的组合发生了变化，新的分子产生。这种变化过程称为有机反应（organic reaction）。 一级反应：在动力学上，将反应速率只取决于一种化合物浓度的反应称为一级反应。 二级反应：在动力学上，将反应速率取决于两种化合物浓度的反应称为二级反应。 按化学键的断裂和生成分类 协同反应：在反应过程中，旧键的断裂和新键的形成都相互协调地在同一步骤中完成的反应称为协同反应。协同反应往往有一个环状过渡态。它是一种基元反应。 自由基型反应：由于分子经过均裂产生自由基而引发的反应称为自由基型反应。自由基型反应分链引发、链转移和链终止三个阶段：链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去，像一环接一环的链，所以称之为链反应。链终止阶段是消失自由基的阶段，自由基两两结合成键，所有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。 离子型反应：由分子经过异裂生成离子而引发的反应称为离子型反应。离子型反应有亲核反应和亲电反应，由亲核试剂进攻而发生的反应称为亲核反应，亲核试剂是对原子核有显著亲和力而起反应的试剂。由亲电试剂进攻而发生的反应称为亲电反应。亲电试剂是对电子有显著亲合力而起反应的试剂。 按反应物和产物的结构关系分类 加成反应：两个或多个分子相互作用，生成一个加成产物的反应称为加成反应。 取代反应：有机化合物分子中的某个原子或基团被其它原子或基团所置换的反应称为取代反应。 重排反应：当化学键的断裂和形成发生在同一分子中时，会引起组成分子的原子的配置方式发生改变，从而形成组成相同，结构不同的新分子，这种反应称为重排反应。 消除反应：在一个有机分子中消去两个原子或基团的反应称为消除反应。可以根据两个消去基团的相对位置将其分类。若两个消去基团连在同一个碳原子上，称为1,1-消除或α-消除；两个消去基团连在两个相邻的碳原子上，则称为1,2-消除或β-消除；两个消去基团连在1,3位碳原子上，则称为1,3-消除或γ-消除。其余类推。 氧化还原反应：有机化学中的氧化和还原是指有机化合物分子中碳原子和其它原子的氧化和还原，可根据氧化数的变化来确定。氧化数升高为氧化，氧化数降低为还原。氧化和还原总是同时发生的，由于有机反应的属性是根据底物的变化来确定的，因此常常将有机分子中碳原子氧化数升高的反应为氧化反应，碳原子氧化数降低的反应为还原反应。有机反应中，多数氧化反应表现为分子中氧的增加或氢的减少，多数还原反应表现为分子中氧的减少或氢的增加。
高中化学常见物质氧化性与还原性大小顺序归纳总结
高中化学常见物质氧化性、还原性大小顺序归纳总结 1.强弱规律 ⑴氧化性、还原性的判断 ①氧化性是指得电子的能力，还原性是指失电子的能力。 ②氧化性、还原性的强弱取决于得失电子的难易程度，与得失电子的多少无关。 ③从元素的价态考虑：最高价态只有氧化性；最低价态只有还原性；中间价态既有氧化性 又有还原性。 (2).判断氧化性、还原性强弱常用的方法 ①根据金属的活泼性判断 a.金属的金属性越强，单质的还原性越强，其对应的离子的氧化性越弱。 b.单质的还原性：按金属活动性顺序依次减弱。 c.离子的氧化性：按金属活动性顺序依次增强（铁为Fe2+）。如：Ag+＞Hg2+＞Fe3+ ＞Cu2+＞H+＞Fe2+。 ②根据非金属的活泼性判断 非金属性越强，单质的氧化性越强，其对应离子的还原性越弱。如：氧化性F2＞Cl2＞Br2＞I2＞S； 还原性S2—＞I—＞Br—＞Cl—＞F—。 ③根据氧化还原反应进行的方向以及反应条件或剧烈程度来判断 a.氧化性：氧化剂＞氧化产物。 b.还原性：还原剂＞还原产物。 c.不同氧化剂（还原剂）与同一还原剂（氧化剂）反应时，反应条件越易，氧化性（还原 性）越强。 如：根据浓盐酸分别与KMnO4、MnO2、O2反应的条件分别为常温、加热、催化剂并加热，由反应条件可以判断氧化剂的氧化性顺序为KMnO4 ＞MnO2 ＞O2。 d.不同氧化剂（还原剂）与同一还原剂（氧化剂）反应时，反应现象越剧烈，氧化性（还 原性）越强。 如：钠和钾分别与水反应时，钾更剧烈，所以还原性：K ＞Na ④根据原电池或电解池的电极反应判断 a.两种不同的金属构成原电池的两极，负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的 极，其还原性：负极＞正极。 b.用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴 离子的还原性较强。 ⑤某些物质的氧化性或还原性与外界条件有关 a.温度：如浓硫酸具有强的氧化性，热的浓硫酸比冷的浓硫酸的氧化性更强。 b.浓度：如硝酸的浓度越高，氧化性越强。 c.酸碱性：如KMnO4的氧化性随酸性的增强而增强。 2.相等规律： 在任何氧化还原反应中，氧化剂得到电子的总数与还原剂失去电子的总数相等。此规律应用于解氧化还原反应的计算题、氧化还原反应方程式的配平。
化学危害因素简介——铅尘、铅烟
3.2.1铅烟（尘） 理化性质： 铅为柔软略带灰白色金属。元素符号Pb。原子量207.2。相对密度11.34(20/4℃)。熔点327.4 ℃。沸点1740℃。蒸气压0.24kPa(1.77mmHg1000℃)。不溶于水; 溶于硝酸和热的浓硫酸。铅尘遇热或明火会着火、爆炸。加热至400～500℃时即有相当多的铅烟逸出。不能与下列物质共存:硝酸铵、三氟化氯、过氧化氢、叠氮钠、乙炔化二钠、锆、氧化剂。 侵入途径： 急性中毒以消化道为主要侵入途径。大量吸入铅烟尘亦可引起急性或亚急性中毒。无损伤的皮肤一般不吸收铅。 本项目中劳动者主要通过呼吸道吸入铅烟（尘），也可由于不良卫生习惯通过消化道吸收。 毒理学简介： 毒性：引起急性中毒的量因铅化合物不同而有差别。醋酸铅一次口服中毒量为2～3g,致死量为50g; 口服铬酸铅1g可致死; 砷酸铅的经口MLD为1.4mg/kg。亦有人报告一般铅化合物的经口最小急性中毒剂量为5mg/kg 。金属铅大鼠LD100（腹腔）为1000mg/kg,豚鼠MLD（腹腔）为100mg/kg。铅经呼吸道吸入时,肺内沉淀吸收率为30～50%,铅在肺内沉淀后,14天内90% 以上由肺部移走。铅在胃肠道的吸收率为7～10%,但空腹时吸收率明显增加,可达45% 。 分布：铅吸收入血后,血内的铅仅有6% 在血浆内,且多与血浆白
蛋白结合; 其余90% 以上位于红细胞内, 多与血红蛋白结合,处于较稳定状态, 约20%与红细胞膜结合,易于扩散。上述两部分红细胞内的铅与血浆内铅保持平衡。通过血浆,铅可进入其他软组织。血液中循环的铅最初分布于全身,血铅大部分可与组织和器官铅交换。几周后约95%的磷化氢铅离开软组织成为稳定而不溶的磷酸铅［Pb3(PO4)2］沉积于骨骼内,少量存留于肝、脾、肾、脑、肌肉等器官和血液内。骨铅有一部分也可进行快速交换,快速交换的骨铅与软组织铅、血铅可以相互转换。 生物半衰期：血铅和一些迅速交换的软组织铅的半衰期是35 天左右; 软组织包括骨骼肌中铅的半衰期为40 天; 骨骼的半衰期为20 年。 代谢：铅在体内的代谢与钙相似。能使钙存积于骨内的因素,也有利于铅储存于骨内; 促使钙排出的因素,也促进铅的排出。高钙饮食使铅储存于骨内; 缺钙、酸碱平衡紊乱（酸中毒）、感染、饮酒、创伤、饥饿、发烧等,可使骨铅向血液转移。 清除及排泄：食入的铅大部分由粪便排出。铅由肠道吸收后进入门脉,通过肝脏,一部分由胆汁排到肠内,随粪便排出。由呼吸道吸入的铅,一部分在上呼吸道由纤毛作用排出,咽入消化道可由粪便排出。铅由肾脏排出通过两个途径：①肾小球滤过后由肾小管排出; ②肾小管排泌,特别在血铅增高时明显。铅也可由乳汁、汗腺、唾液和月经排出。 毒作用表现：
富铅渣_鼓风炉还原炼铅研究
富铅渣—鼓风炉还原炼铅研究 杨 钢,王吉坤 (云南冶金集团总公司科技部,云南 昆明 650051) 2003年中国的铅产量约为150万t,占世界总 产量的20%,居世界第一位,同时也是世界上最大的铅出口国。 长期以来,我国各铅厂均采用传统的烧结—鼓风炉熔炼工艺从硫化铅精矿中生产粗铅。该工艺虽然具有生产力大、渣含铅低、铅直收率高、烟尘率低等优点,但由于在硫化铅精矿的烧结过程中产生大量的低浓度SO 2烟气(SO 2含量仅为018%～2%),无法直接用于制酸,仅采用简单的SO 2吸收 方法进行处理后排放于大气中。这不仅严重污染环境,同时也造成硫资源的浪费,故该炼铅工艺早被国家列为限期淘汰的生产工艺。因此,采用新型、节能、环保的炼铅工艺对我国炼铅企业进行技术改造成为当务之急。 自二十世纪80年代开始,国外相继出现了一些新的炼铅方法,其共同点是:取消了铅精矿烧结脱硫的环节,将脱硫和熔炼在同一个过程内完成,因此称为直接炼铅法。目前已有四种直接炼铅技术实现了工业化生产,它们是:QSL 法,基夫赛特法,TBRC (卡尔多)法和奥斯麦特(或ISA 艾萨)法。这些方法由于省去了烧结工序和充分利用了原料的氧化热,加之烟气中SO 2浓度高、烟气可直接用于制酸,故投资省、能耗低、环保效果好,与传统炼铅法相比具有极大优越性。 作为中国主要的有色金属采矿与冶金企业之一的云南冶金集团总公司经过对国内外各种炼铅方法论证研究后,决定采用国外先进的顶吹沉没氧化熔炼技术(艾萨炉),与本公司自主开发的富铅渣鼓风炉还原技术进行有机整合。 顶吹沉没氧化熔炼技术,是在澳大利亚联邦科学工业研究组织(CSIRO )研究开发的悉罗(SIRO )喷枪的基础上,由澳大利亚芒持艾萨矿业公司(MIM )与该组织(CSIRO )共同研究开发的,并于70年代初在芒特艾萨矿业公司进行中间试验 获得成功。 通过20年来的不断改进和发展而成为能处理铜、铅、锌、锡等多种物料的方法。该法的炉体为固定式圆筒型,悉罗喷枪从炉顶插入,并没入炉渣。炉料由炉顶加入,炼出的金属和炉渣从炉子的下部放出。 该技术在对硫化铅进行氧化熔炼时,是将铅精 矿(Pb 品位约47%)和熔剂加入熔炼炉中熔炼,熔炼温度为1050℃,产出部分粗铅及富铅渣(含Pb50%)。 富铅渣经鼓风炉还原生产粗铅,既充分利用了艾萨炉熔炼氧化脱硫、烟气可满足制酸要求的特点,又发挥了鼓风炉还原熔炼处理量大、投资低、工艺简单、操作维护方便的优点。既解决了由于烧结焙烧过程严重污染环境和高能耗的问题,又避免了铅精矿“顶吹沉没熔炼”还原段存在的不足。 云南冶金集团总公司从澳大利亚芒特艾莎公司引进的艾萨炉熔炼技术是具有世界水平的新工艺,具有能耗低,满足环保要求及提高生产效率等优点。由一个艾莎熔炼炉及一个鼓风炉组成的铅生产工艺将为一个粗铅冶炼的新技术。 但是,这一新工艺的鼓风炉熔炼物料特性与原来的常规烧结块鼓风炉熔炼物料发生了很大变化。铅烧结块为自熔疏松多孔的块状物,孔隙率一般为50%～60%,堆比重118～212,块度一般为50～150mm 。烧结块中以硅酸铅和游离氧化铅形态存 在的铅约占总铅量的40%～60%,故在鼓风炉还原熔炼时,游离PbO 在600℃时已大量被还原,各种硅酸铅在700～900℃时开始熔化并还原,其它金属氧化物熔体中的铅化合物在熔化区被上升气流中的CO 及熔剂中的CaO 、FeO 所还原和置换,在焦点区,C 直接参与了从熔体中还原硅酸铅中的铅。由于铅烧结块的表面积大,CO 的气固反应和碳的直接还原反应比较活跃,还原过程进行得很彻底。 46 2004年12月第33卷第6期(总第189期) 云南冶金YUNNANMETALLURGY Dec.2004 Vol.33.No.6 (Sum189)
高中化学物质的氧化性及还原性
高中化学物质的氧化性 及还原性 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
有关氧化还原反应的常见物质的氧化性和还原性 一、顺序的由来及依据 学过氧化还原反应的强弱律之后，我们可以根据下列反应 ①2FeCl 2+Cl 2＝2FeCl 3②2FeCl 3+2HI ＝I 2+2FeCl 2+2HCl ③I 2+K 2S ＝S+2KI 判断氧化剂的氧化性由强到弱的顺序为 Cl 2＞Fe 3+＞I 2＞S 同样可以得出还原性由弱到强的顺序为 Cl － 富铅渣的性质及其还原机理 王吉坤1,赵宝军2,杨钢1,PeterHa yes 2 (11云南冶金集团总公司,云南昆明 650051;21昆士兰大学火法研究中心,澳大利亚布里斯本 4072) 摘要:选用实验室制备的不同PbO 含量的富铅渣,确定富铅渣的孔隙率和密度、软化温度、微观结构和相成分。在竖管炉中用石墨坩埚进行还原试验。研究结果表明,当温度低于900℃时,富铅渣与石墨之间没发生明显的反应。富铅渣与石墨之间的反应主要是通过液体形式进行。并对富铅渣相平衡进行热力学计算。 关键词:富铅渣;PbO;石墨;熔化温度 中图分类号:TF812 文献标识码:A 文章编号:1007-7545 (2004)06-0005-04 PropertiesandReductionMechanismofLead -richSla gs WANGJi-kun 1 ,ZHAOBao- jun 2,YANGGan g 1,HAYESPeter 2 (11YunnanMetallur gicalGrou p,Kunmin g650051,China; 21PyrometallurgyResearchCentre,Universit yofQueensland,Brisbane,Qld4072,Australia ) Abstract:Lead-richsla gscontainin gdifferentlevelofPbOconcentrationshavebeen preparedinlaborator y 1 Porosityanddensit y,softenin gtem perature,microstructureand phasecom positionsofthelead-richsla gshave beendetermined 1Reductionex perimentshavebeenconductedinaverticaltubefurnaceusin g graphitecrucible 1 Theresultsshowthatnosi gnificantreactionoccursbetweenlead-richsla gand graphiteattem peraturesbelow 900℃1Thereactionbetweenlead-richsla gand graphiteismainl ythrou ghli quidformed 1Thermod ynamicof phasee quilibriumofthissla ghasalsobeencalculated 1 Ke ywords:Lead-richsla gs;PbO;Gra phite;Smeltin gtem perature 基金项目:云南省国际合作项目(2003GH04) 作者简介:王吉坤(1943-),男,云南楚雄人,教授级高级工程师,博士生导师 长期以来,我国各冶炼厂均采用烧结焙烧、鼓风炉还原熔炼工艺生产粗铅。该工艺虽然具有技术成熟可靠、铅直收率高等优点,但该熔炼工艺在硫化铅精矿烧结过程中产生大量的低浓度SO 2烟气,不仅造成硫资源的浪费,同时也污染了环境,早被国家列为限期淘汰的生产工艺。因此,采用新型、节能、环保的炼铅工艺对我国炼铅企业进行改造成为当务之急。 云南冶金集团总公司采用国外先进的顶吹沉没氧化熔炼技术,与富铅渣鼓风炉还原技术进行有机整合。既解决了由于烧结焙烧过程严重污染环境和 高能耗的问题,又避免了铅精矿“顶吹沉没熔炼”还原段存在的不足。 顶吹沉没熔炼得到的富铅渣作为一种含铅高、致密的块状物料,和烧结块有很大的差别。为有助于确定铅熔炼鼓风炉的优化工艺,有必要明了富铅渣鼓风炉还原的机理。为此,云南冶金集团总公司和澳大利亚昆士兰大学合作进行试验研究。 1 试验 111 渣样的选择和制备 选用工业化生产的富铅渣样品,成分(%):Pb 底吹炉高铅渣新的还原方法 一、底吹炉高铅渣还原现用工艺及存在的缺点： 高铅渣鼓风炉还原，是目前在没有新的还原方法而不得不为之的方法，它不是中国冶金发展的方向。 众所周知，高铅渣鼓风炉还原有以下几个主要缺点： 1、将熔体高铅渣重新冷却铸锭，白白的浪费了大量的热能，大大提高了生产成本。 2、冷却后的高铅渣块，从铅的化学性质看，主要成份是低熔点的PbO.SiO2 ；从物理性质上看，密实而坚固；给还原疏松多孔烧结块的传统鼓风炉还原铅带来了极大的困难，迫使鼓风炉还原采用高焦率，且渣含铅居高不下，还原效果不理想。 3、鼓风炉产出的烟气量大，产出低浓度的SO2，不易处理，设备庞大，运行费用高。 因此，众多的冶金工作者正在探索新的冶炼出路。 二、高铅渣熔体直接还原的研究现状。 高铅渣熔体直接还原曾进行过或正在进行。 如氧气侧吹炉还原（新乡中联）、旋涡炉还原（河南豫光）、底吹炉还原（豫光等）、充焦炭电热炉还原（湖南水口山）、QSL还原炉（安阳岷山）、氧气煤气侧吹炉还原（济源金利）。 豫光早前进行的高铅渣熔体旋涡炉直接还原，所用旋涡炉是一 园形竖炉，风口略向下并偏离中心轴线，鼓风时熔体成旋涡旋转，用焦粒作还原剂，传热传质良好，还原速度快。但终因墙体耐火材料抗不住熔体的冲刷而仃止了试验。 底吹炉还原是QSL所采用的方法，它所用的还原剂是粉煤，据传瓜州和池州也在试验用粉煤底吹炉还原。豫光则采用了天然气加粒煤（焦），已成功用于生产，取代了鼓风炉，有关炉子的详细数据没有报道。 充焦电热还原实质上是借鉴了一种炼锌电炉，高铅渣熔体从上而下通过充满焦炭的竖炉，竖炉上、下方有电极，焦炭柱成为发热体而变灼热，将氧化铅还原，还原后的铅和炉渣流到熔池分层。此法的试验进展情况不详。 金利进行的氧气煤气侧吹炉还原高铅渣正在试验之中。可以认为：将底吹炉的风咀用于侧吹炉是可行的，侧吹炉还原效果也是好的。 上述还原工艺相比较，大规模、加高温熔体、间断还原作业在能耗上和技经指标上，都具有明显的优势。但是新乡中联的氧气侧吹炉与其相比，更有其独特之处。其不足之处就是，中联氧气侧吹炉尽管已成功的取得了连续还原的结论，但是加入炉内高铅渣是冷料，与其他方法不在同等前提条件下，因此需要进行加熔体高铅渣的实验。经专家多次论证，新乡中联的氧气侧吹炉完成熔体高铅渣的还原是完全可行。 三、氧气侧吹炉 侧吹还原炉液态高铅渣直接还原炼 铅工艺试生产总结 最近发表了一篇名为《侧吹还原炉液态高铅渣直接还原炼铅工艺试生产总结》的范文，好的范文应该跟大家分享，看完如果觉得有帮助请记得收藏。 篇一：铅富氧侧吹炉开炉生产实践-论文doi：/ 铅富氧侧吹炉开炉生产实践 胡卫文，徐旭东，欧阳坤 (湖南水口山有色金属集团有限公司，湖南衡阳 421500) 摘要：详细介绍了目前国内已建成的采用无烟粒煤为还原剂最大的富氧侧吹还原炉开炉试生产情况和技术指标。工业生产实践表明，该侧吹还原炉技术先进、投资省、工艺稳定、吨铅综合能 耗低、工作环境好。 关键词：铅；侧吹炉；生产实践；富氧熔炼 中图分类号：TF812 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2015）08-0000-00 Startup Practice of Lead Oxygen Eichment Side-blown Furnace HU Wei-wen,XU Xu-dong,OUYANG Kun (Shuikoushan Nonferrous Metals Group of Hunan Province,Hengyang 421500,Hunan,China) Abstract：Trial production and technical index of current largest domestic built oxygen eichment side-blown furnace with smokeless coal as reductant were practice shows that oxygen eichment side-blown furnace has the advantages of advanced technology,low investment,stable process,low comprehensive energy https://www.sodocs.net/doc/a61167640.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.03.17 Al2O3–C/Fe系统中氧化铝的碳热还原反应机理 魏耀武，邵勇，熊玮，鄢文 (武汉科技大学，省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉430081) 摘要：对Al2O3–C/Fe系统在不同气氛下升温至1973K(1700℃)的反应进行了研究，并对实验后的试样形貌、微区成分以及相关热力学进行分析。结果表明：在流动氩气气氛条件下，金属样品中检测出铝元素，但在高温炉进行埋炭实验后，金属样品中没有发现铝元素的存在。气氛对Al2O3–C/Fe系统的反应有显著的影响。高温下Al2O3会微量溶解到铁液中形成[Al]和[O]，同时，Al2O3–C耐火材料中的石墨会溶于铁液中形成[C]，溶解于铁液中的[C]会和[O]反应生成CO气体。在流动氩气保护的实验条件下，生成的CO气体被流动的氩气迅速带出反应体系，从而促进Al2O3向铁液中的溶解；但在埋炭实验条件下，反应系统中存在的CO和CO2将抑制Al2O3向铁液中的溶解，实验后金属样品中只发现了碳而没有铝。 关键词：氧化铝–碳/铁系统；碳热还原反应；相互反应；气氛 中图分类号：文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)03–0441–05 网络出版时间：网络出版地址： Mechanism of Carbothemic Reduction of Alumina in Al2O3–C/Fe System WEI Yaowu, SHAO Yong, XIONG Wei, YAN Wen (State Key Laboratory of Refractories and Metallurgy, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China) Abstract: The interactions in Al2O3–C/Fe system at 1973K (1700℃) during heating in different atmospheres were investigated by field emission scanning electronic microscopy, X-ray spectrometry and thermodynamics analysis, respectively. The results show that massive aluminium appears in Fe sample after heated in argon atmosphere, but no aluminium occurs in the Fe sample after heated in a resistance furnace with coke protection. The interactions among Al2O3–C/Fe system are affected due to different atmospheres. When CO gas flows out of Al2O3–C/Fe system quickly by flowing argon, the dissolution process of alumina into iron melt is accelerated since [O] is consumed by [C] to form CO gas. [C] is generated by the dissolution of graphite in iron melt. However, the steady presence of CO gas and CO2 gas in Al2O3–C/Fe system can prevent alumina from dissolving into iron melt in a resistance furnace with coke protection, thus resulting in the increase of carbon content in Fe sample. Keywords: Aluminum–carbon/iron system; carbothemic reduction; interactions; atmosphere Al2O3–C耐火材料由于其具有较高的热导率、优异的热震稳定性及耐磨性被广泛用做连铸系统的滑动水口、整体塞棒和浸入式水口。为了延长Al2O3–C耐火材料的使用寿命，人们对其抗渣性进行了研究[1–3]。随着洁净钢冶炼技术的发展，Al2O3–C 耐火材料和钢液之间的相互作用以及其对钢质量的影响引起了人们的重视[4–8]，钢中的碳含量主要来自于耐火材料中的碳向钢中的溶解。近年来已有文献[9–12]报道了在炼钢温度下Al2O3–C/Fe系统中Al2O3与C之间的的碳热还原反应是有可能发生的。氧化铝碳热还原反应的反应式如下： Al2O3(s) + 3C(s) = 2Al(l) + 3CO(g) (1) 在空气中一个大气压下，反应式(1)要在温度高达2493K (2220℃) 时才能发生[9]，这个温度远高于炼钢的温度。因此，氧化铝与碳之间的固相反应在炼钢温度下往往被忽视。 收稿日期：2016–12–02。修订日期：2016–12–21。基金项目：国家自然科学基金(51572203)资助項目。 第一作者：魏耀武(1969—)，男，硕士研究生。Received date: 2016–12–02. Revised date: 2016–12–21. First author: WEI Yaowu(1969–), male, Ph.D., Professor. E-mail: weiyaowu@https://www.sodocs.net/doc/a61167640.html,富铅渣的性质及其还原机理
底吹炉高铅渣还原的新方法解析
侧吹还原炉液态高铅渣直接还原炼铅工艺试生产总结
Al2O3_C／Fe系统中氧化铝的碳热还原反应机理